浅谈钢筋混凝土结构植筋技术的应用

摘要：本文首先概述钢筋混凝土植筋技术，然后阐述了施工工序和施工要点，最后列举了工程应用实例，供相关工作人员参考。

关键词：钢筋混凝土，植筋技术，应用。

中图分类号：TU375 文献标识码：A

1 钢筋混凝土植筋技术概述

1.1 技术原理

钢筋混凝土植筋技术，就是通过对旧有混凝土结构进行钻孔、植筋、注胶等工序，使原有的混凝土结构与植入钢筋在胶黏剂的作用下，紧密粘结，形成统一的受力整体，拉应力可以通过植入钢筋传递至混凝土结构，植入钢筋也可以承担一部分的剪切作用。在浇筑新混凝土构件后，新旧混凝土可以通过植入钢筋的传导，形成统一的受力体系，完成其使用功能。

1.2钢筋混凝土植筋技术在工程应用中的优点

1. 2. 1 适用性广泛: 混凝土植筋技术在桥梁、建筑上的绝大多数混凝土构件上都可以使用。不同的受力体系、构件应选用不同的植筋方式和规格，设计时，需根据具体情况进行排布及计算。

1. 2. 2 造价较低: 植筋技术能最大程度地发挥既有构造物的作用，可以发挥原有构造物的使用价值和经济价值。相比较于开凿、挖洞、更替部件等改造方式，植筋的工程量要小得多。所以，无论是与拆除重建或者开凿修补相比，植筋技术的造价成本都要小得多，经济性能远远优越于其他改造方式。

1. 2. 3 施工便捷: 钢筋混凝土植筋技术的施工工艺比较简单易行，无需支架、防护、开凿等复杂工艺，也不需要复杂的机械设备和工程材料，只需在原有混凝土构件表层进行简易施工即可完成。

1. 2. 4 施工工期较短: 混凝土植筋技术可以在短期内完成施工并固化强度，相比较之下，混凝土构件的支架―――绑筋―――支模板―――浇筑―――养生所需的工作周期要长得多。较短的施工周期在现在工程条件下，重要性尤为突出。

1. 2. 5 力学性能: 植筋技术比传统的焊接技术在受力上更为均匀，其材料不会如焊接时的高温所产生的施工形变和热应力形变，也不会产生因高温造成的钢筋材料受力性质的变化。因而说明，植ฝ筋比韩焊接钢筋更加耐疲劳。

2 施工工序

植筋的施工流程：

弹线定位→钻孔→洗孔→钢筋处理→注胶→植筋→固化养护→抗拔试验→绑扎。

2. 1 植筋位置的选定

首先需核实旧有混凝土内部钢筋及预应力钢束的具体空间位置，务必避免植入钢筋与原有钢筋、钢束发生位置冲突。若发生冲突，在设计允许的情况下，可以进行适当位置及埋深的调整。预制植入钢筋与预应力钢束之间需保持一定的安全距离，植入钢筋应至少避让在预应力孔道之外，以避免影响预应力钢束与混凝土构件之间的有效摩阻，更不能影响钢束的张拉应力。

2. 2 钻孔

钻孔时，应选用冲击电钻、电锤进行。孔道直径根据植入钢筋的规格进行认定，尺寸应保证植入钢筋可按照设计文件及相关规范的规定植入混凝土构造物中为宜。植入深度需严格遵照设计文件和相关规范进行，需保证植入钢筋可以在拉拔试验中达到屈服和拔断。钻头直径应比钢筋直径大4～ 8mm左右，钢筋直径为Φ25，钻头选用φ32的合金钻头。

2. 3 清孔

在钻孔过程中，孔道内壁会残留大量粉尘，若不能及时清理干净，将严重影响植筋质量。钻孔结束后，使用气泵对孔道内部进行仔细清理，务必将粉尘吹净。然后再用毛刷，对孔道内壁进行清理。确保孔道内清洁、无杂质后，对孔口进行临时封闭。清孔完成后方可注胶，灌注方式应不妨碍孔洞中空气排出。锚固胶要选用合格的植筋专用胶水，使钢筋植入后孔内胶液饱满，又不能使胶液大量外流，以少许粘结剂外溢为宜，孔内注胶达到孔深的1/3。

2. 4 胶黏剂

将胶黏剂按照用量、参照标准比例进行配合。配合过程中，应注意不断搅拌，以避免胶黏剂中混入气泡，影响胶黏剂的使用质量。

2. 5 植入

首先将胶黏剂装填入已经清理好的孔道之中，装填过程中，可以轻微捣实，确保胶黏剂在孔道中没有缝隙后，即可进行植筋。植筋时，须严格保障植入钢筋的植入深度、倾斜角度和偏心位置等设计要求。对不满足要求的，需立即重新植入。孔内注完胶后应立即植筋。将钢筋缓慢插入孔内，同时要求钢筋旋转，使结构胶从孔口溢出，排出孔内空气，钢筋外露部分长度保证工程需要。植筋施工完毕后２４小时之内严禁有任何扰动，以保证结构胶的正常固化。

2. 6 养护

植筋采用的胶黏剂，在常温状态下即可完成固化过程，固化周期根据配比、温度等条件决定。一般状态下，72 小时即可负载。在固化期间，不可扰动植入钢筋，若发生扰动，必须重新植筋。

2. 7 检测

植筋完成后，固化强度达到设计使用要求时，应由各个相关部门对植筋质量进行现场合格验收。对植入钢筋的规格、尺寸、位置等指标进行检测认定。拉拔试验，将各项件检验结果详细记录存档。检测待植筋胶完全固化后，进行非破损性拉拔试验，检测的数量是植筋总数的10％（数量较少）或按照1%（数量较多）的比例进行。检测中，测力计施加的力要小于钢筋的屈服强度，大于设计部门提供的植筋设计锚固力值。

3 植筋深度

植筋使用的粘结剂分为两类：以水泥为主要成份，与微膨胀剂组成的普通粘结剂和以聚氨酯甲基丙烯酯等组成的高性能粘结剂。锚固胶的性能应通过专门的试验确定，施工时不得随意添加掺料。“当被植筋的混凝土结构可提供足够锚固长度，且受静力作用时，可采用普通粘结剂；若被植筋的混凝土结构受动荷载作用，或其构造上难以增大锚固长度而又要求所植钢筋不致发生脆性破坏时，应选用高性能粘结剂。”如使用环氧基锚固胶，锚固胶的性能指标应符合《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2004的规定。

《混凝土结构加固设计规范》GB50367－2006对植筋基本锚固长度的规定：

lb=afy

lb ―植筋锚固长度；

fy―钢筋抗拉强度设计值。

系数a按下表

注：

1、当混凝土强度等级不低于C40时，对抗剪强度最小值不低于21N/L2的粘结剂，其植筋的系数a值乘以修正系数0.9。

2、当构件中的一个截面中有30%以上的受拉钢筋需与所植的钢筋搭接时，其植筋的基本锚固长度lb（或lb，d）应乘以放大系数1.4~2.0

植筋最小锚固长度：

受拉区锚固lb,min=max{0.6lb;10d;150mm}，

受压区锚固lb,min=max{0.3lb;7d;100mm}，

4 施工要点

4. 1ธ 施工遵循的原则及材料选用

需严格遵守国家的法律法规，行业的规范标准以及工程的设计文件进行施工。发生疑问，应迅速与设计单位取得联系，协商解决问题。植筋所选用的工程材料须具有厂家出示的产品合格证，经由试验合格后方可投入使用。

4. 2 钻孔和人员的配置及装填胶黏剂的注意事项

钻孔时，切勿损伤原有构件中的钢筋或预应力钢束结构，在预应力构件上植筋时，应在混凝土表面绘制出预应力钢束的投影位置，以便钻孔作业是可以有效避让。

工作人员在配置、装填胶黏剂的过程中要仔细ฎ查看胶黏剂质量，因各个品牌、型号、类型、批次的胶黏剂性能也不尽相同，使用前，要对所选用的胶黏剂详细了解，须严格注意胶黏剂的保质期; 还需严格注意劳动保护。目前常见的植筋用胶黏剂属无毒级材料，但对人体表面及眼睛等，具有一定的刺激性，固化后不易清除。所以，工作人员操作时，需配备保护设施避免危害，且不宜长时间连续作业。

钢筋植入过程中，需严密监测钢筋的各项指标，若发现问题，可以及时纠正。固化过程中，也宜保持监测。固化过程中，应对现场一定范围内区域实施封闭，以避免扰动。

4. 3 植入钢筋的选用

植入钢筋在新旧结合体系中往往受力最大、重要性也最突出，所以需选择完整的整根钢筋加工而成。钢筋在使用前，需按安装规范对钢筋进行防锈等处理。不许使用不同批次节余下来的剩余钢筋，严禁使用已经加载过的废旧钢筋。

5 工程应用实例

5.1 工程改造植筋

2002 年鞍山市某洗浴中心工程，将原楼的二层楼板局部打掉后，留空做成两层的中空大堂，因此必须要在原来的柱位处进行植筋，重新浇捣300mm×900mm 的大梁作中空大堂的边梁，经过计算后，确定采用植筋法，在原柱位处钻孔后，用植筋胶植入直径25mm 的新大梁钢筋，在植筋完成后根据设计要求进行了植筋的抗拔检测试验，结果满足设计要求，之后再进行下一工序的施工，最终按时完成了改造工程。改造工程从2002 年完成后运行至今效果良好，创造了经济和社会效益。

5.2 屋面增加中央空调基座

2008 年鞍山市某办公综合楼装修工程中，因为要在大楼的顶部安装中央空调的主机与散热水塔，由于原设计没有预留这部分荷载，因此，经过与原设计单位的协商，确定在原大楼楼梯间顶部四角柱顶处植筋，然后做混凝土墩，再用工字钢将空调设备架空。此法的要点是将荷载加在了荷载储备相对较大的结构柱，虽然每个点的总荷载只有几吨，但若加在板、梁上就不妥。通过植筋做墩，解决了新添空调设备的结构受力难题。

5.3 工业厂房楼面增加设备基础

2006 年山东鲁中矿业集团选矿厂主厂房反浮选改造工程，工艺要求在原厂房标高5m平台安装过滤设备，原设计没有预留这部分荷载，经过验算，原楼面主梁满足各项设计指标，但是在设备基础下增设次梁，经过方案比较，决定在原主梁上采用植筋，钢板钻孔，再采用塞焊将钢板固定，最后H形钢将设备荷载传与主梁，现场施工不需凿除混凝土，效果比较理想。此法的要点是首先应验算原结构承载力，刚度等，因为荷载可以以最快途径传递给受力构件，施工又非常简便，如果采用混凝土梁的加固方法，自重加大，现场空间因为设备管道等障碍物影响，施工不便而且周期长，通过植筋设置钢板而后钢梁，解决了新增加设备荷载的最有效办法。节省了人力物力，建设单位和施工单位都很满意。

6.注意事项

1、植筋后，一般不允许在所植钢筋上焊接，如确实需要焊接时，焊点距离基材混凝土

表面应大于15d，且应采用冰水浸渍的毛巾包裹植筋外露部分的根部。

2、承台围堰必须牢固，确保在植筋期间不能有水流入承台范围，承台要保持干燥。如果不能保障承台干燥，那此方案不可行。

3、注意天气变化，植筋施工开始前要查看天气预备，要确保在植筋施工期间天气状况

良好，不要在阴雨天气施工。针对本工程在厂房内部施工，故无需考虑天气因素的影响。

4、钢筋必须按要求除锈，钢筋表明不能有油渍等杂物♂。

5、植筋所用的锚固胶必须是合格产品，各项性能指标要符合规范要求。

6、为了保证植筋质量，必须避免第四条中提到的影响植筋质量缺陷的各个因素发生，

我们要从工、料、机、工艺、环境以及方法等几个方面综合考虑，要做到万无一失。

7、植筋施工用电要按照项目的用电规程操作，避免违章。

8、植筋所用的设备及机具必须按找该设备或机具的操作规程操作，不允许违章操作。

9、植筋所用的材料不能到处乱扔污染环境。

7 结语

植筋技术作✌为一项比较成熟的技术, 是当今建筑领域中对钢筋混凝土结构进行补强改造最有效、可靠的方法, 若在设计过程中能充分地理解应用规范、合理地进行设计, 植筋技术必能具有更加广阔的前景。但也必须认识到植筋应该属于补救性的，能用插筋尽量采用插筋。

参考文献

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